बिजली की आपूर्ति स्विच करने के लिए फेराइट के छल्ले। स्विचिंग बिजली आपूर्ति के ट्रांसफार्मर की गणना

पल्स ट्रांसफार्मर का उद्देश्य और संचालन

प्रारंभिक डेटा की गणना और डिवाइस तत्वों का चयन

पल्स ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग

1. घुमावों और शक्ति की संख्या कैसे निर्धारित करें?

2. वर्तमान घनत्व कैसे निर्दिष्ट करें?

3. प्राथमिक वाइंडिंग के घुमावों की संख्या कैसे निर्दिष्ट करें?

4. किन फेराइट्स का उपयोग किया जा सकता है और क्यों?

5. कोर कितना गर्म होगा?

6. ट्रांसफार्मर के जड़त्वीय गुणों को कैसे ध्यान में रखा जाए?

7. एक पल्स ट्रांसफार्मर के मापदंडों का प्रायोगिक माप।

साहित्य।

पल्स ट्रांसफार्मर के डिजाइन (प्रकार)

संचालन का सिद्धांत

एक पल्स ट्रांसफार्मर की गणना

एक टॉरॉयडल चुंबकीय कोर के साथ एक ट्रांसफार्मर की गणना के लिए प्रारंभिक डेटा:

ट्रांसफार्मर की मैन्युअल गणना के लिए सूत्र और टेबल:

उदाहरण 1:

उदाहरण 2:

चुंबकीय नुकसान।

तांबे में घाटा।

ट्रांसफार्मर में कुल नुकसान।

उदाहरण 3:

परिशिष्ट 1. घुमावों की संख्या के लिए सूत्र की व्युत्पत्ति।

परिशिष्ट 2. ट्रांसफार्मर की समग्र शक्ति के लिए सूत्र की व्युत्पत्ति।

1. मैंगनीज-जस्ता फेराइट्स।

2. निकल-जस्ता फेराइट्स।

हमारे लिए कौन से ग्रेड के फेराइट सबसे दिलचस्प हैं?

उनका मूल्यांकन कैसे करें?

ये अनुनाद कैसे प्रभावित करते हैं?

आवश्यकता थी शक्तिशाली ब्लॉकपोषण। मेरे मामले में, दो बख़्तरबंद चुंबकीय कोर हैं - टेप और टॉरॉयडल। कवच प्रकार: ShL32x50 (72x18)। टॉरॉयडल प्रकार: OL70/110-60।

प्राथमिक घुमावदार वोल्टेज, यू 1 = 220 वी;
द्वितीयक वाइंडिंग का वोल्टेज, U2 = 36 V;
द्वितीयक घुमावदार धारा, l2 = 4 A;
कोर का बाहरी व्यास, डी = 110 मिमी;
कोर आंतरिक व्यास, डी = 68 मिमी;
कोर ऊंचाई, एच = 60 मिमी।

ShL32x50 (72x18) प्रकार के चुंबकीय सर्किट के साथ एक ट्रांसफॉर्मर की गणना से पता चला है कि कोर 4 एम्पीयर के करंट के साथ 36 वोल्ट का वोल्टेज देने में सक्षम है, लेकिन सेकेंडरी वाइंडिंग को हवा देना संभव नहीं है अपर्याप्त खिड़की क्षेत्र। हम OL70 / 110-60 प्रकार के चुंबकीय सर्किट वाले ट्रांसफार्मर की गणना के लिए आगे बढ़ते हैं।

सॉफ्टवेयर (ऑन-लाइन) गणना आपको फ्लाई पर मापदंडों के साथ प्रयोग करने और विकास के समय को कम करने की अनुमति देगा। आप सूत्रों का उपयोग करके भी गणना कर सकते हैं, वे नीचे दिए गए हैं। प्रोग्राम के इनपुट और परिकलित फ़ील्ड का विवरण: हल्का नीला फ़ील्ड - गणना के लिए प्रारंभिक डेटा, पीला फ़ील्ड - तालिकाओं से स्वचालित रूप से चयनित डेटा, यदि आप इन मानों को समायोजित करने के लिए बॉक्स को चेक करते हैं, तो फ़ील्ड हल्के नीले रंग में रंग बदलता है और आपको अनुमति देता है अपने स्वयं के मान दर्ज करने के लिए, फ़ील्ड हरा रंग- गणना मूल्य।

1. द्वितीयक वाइंडिंग की शक्ति;

2. ट्रांसफार्मर की कुल शक्ति;

3. ट्रांसफॉर्मर कॉइल के स्थान पर चुंबकीय सर्किट के स्टील का वास्तविक क्रॉस सेक्शन;

4. ट्रांसफार्मर कॉइल के स्थान पर चुंबकीय सर्किट के स्टील का अनुमानित खंड;

5. कोर विंडो का वास्तविक क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र;

6. आकार वर्तमान मूल्यांकितप्राथमिक वाइंडिंग;

7. प्रत्येक वाइंडिंग के लिए वायर सेक्शन की गणना (I1 और I2 के लिए);

8. इन्सुलेशन की मोटाई को ध्यान में रखे बिना प्रत्येक घुमाव में तारों के व्यास की गणना;

9. ट्रांसफार्मर वाइंडिंग में घुमावों की संख्या की गणना;

n - घुमावदार संख्या,
यू' - वाइंडिंग में वोल्टेज ड्रॉप, के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया अंकित मूल्य, तालिका देखें।

टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर में, वाइंडिंग में कुल वोल्टेज ड्रॉप का सापेक्ष मूल्य बख्तरबंद ट्रांसफार्मर की तुलना में बहुत कम होता है।

10. प्रति वोल्ट घुमावों की संख्या की गणना;

11. अधिकतम शक्ति की गणना के लिए सूत्र जो एक चुंबकीय सर्किट दे सकता है;

एसएसटी एफ - कॉइल के स्थान पर मौजूदा चुंबकीय सर्किट का वास्तविक स्टील क्रॉस सेक्शन;

सोक एफ - मौजूदा चुंबकीय सर्किट में खिड़की का वास्तविक क्षेत्र;

Vmax - चुंबकीय प्रेरण, तालिका संख्या 5 देखें;

जे - वर्तमान घनत्व, तालिका संख्या 3 देखें;

कोक - खिड़की भरने का कारक, तालिका संख्या 6 देखें;

st - स्टील के साथ चुंबकीय सर्किट का भरने वाला कारक, तालिका संख्या 7 देखें;

विद्युत चुम्बकीय भार Vmax और J के मान ट्रांसफार्मर सर्किट की द्वितीयक वाइंडिंग से ली गई शक्ति पर निर्भर करते हैं, और तालिकाओं से गणना के लिए लिए जाते हैं।

एसएसटी * सोक के मूल्य को निर्धारित करने के बाद, चुंबकीय सर्किट के आवश्यक रैखिक आकार का चयन करना संभव है, जिसका क्षेत्रफल अनुपात गणना के परिणामस्वरूप प्राप्त से कम नहीं है।

विषय:

इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अलग - अलग प्रकारट्रांसफार्मर यह उत्पादन के कई क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम का उपयोग करना संभव बनाता है और आर्थिक गतिविधि. इसलिए, बुनियादी गणनाओं के साथ, बहुत महत्वपल्स ट्रांसफार्मर की गणना प्राप्त करता है। ये उपकरण महत्वपूर्ण तत्व हैं जिनका उपयोग आधुनिक बिजली आपूर्ति के सभी सर्किटों में किया जाता है।

पल्स ट्रांसफार्मर का उपयोग संचार प्रणालियों और विभिन्न में किया जाता है स्वचालित उपकरण. उन्हें मुख्य कार्यदालों के आयाम और ध्रुवता को बदलना है। इन उपकरणों के सामान्य संचालन के लिए मुख्य शर्त उनके द्वारा प्रेषित संकेतों की न्यूनतम विकृति है।

एक पल्स ट्रांसफार्मर के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: जब एक निश्चित मूल्य के साथ आयताकार वोल्टेज दालें अपने इनपुट पर आती हैं, तो प्राथमिक वाइंडिंग में एक क्रमिक उपस्थिति होती है विद्युत प्रवाहऔर इसकी ताकत में और वृद्धि होती है। यह अवस्था, बदले में, परिवर्तन की ओर ले जाती है चुंबकीय क्षेत्रमाध्यमिक घुमावदार और उपस्थिति में विद्युत प्रभावन बल. इस मामले में, संकेत व्यावहारिक रूप से विकृत नहीं है, और छोटे वर्तमान नुकसान कुछ भी प्रभावित नहीं करते हैं।

जब ट्रांसफार्मर अपनी डिजाइन शक्ति तक पहुँच जाता है, तो पल्स का नकारात्मक भाग आवश्यक रूप से प्रकट होता है। सेकेंडरी वाइंडिंग में साधारण डायोड लगाकर इसके प्रभाव को न्यूनतम किया जा सकता है। नतीजतन, इस जगह में आवेग जितना संभव हो सके आयताकार विन्यास के करीब पहुंच जाएगा।

एक पल्स ट्रांसफार्मर और अन्य समान के बीच मुख्य अंतर तकनीकी प्रणालीइसके संचालन के असाधारण असंतृप्त मोड पर विचार किया जाता है। चुंबकीय सर्किट के निर्माण के लिए, एक विशेष मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है, जो उच्च प्रदान करता है throughputचुंबकीय क्षेत्र।

सबसे पहले, सबसे उपयुक्त चुंबकीय सर्किट को सही ढंग से चुनना आवश्यक है। सार्वभौमिक डिजाइनों में डब्ल्यू-आकार और कप-आकार के विन्यास वाले कवच कोर शामिल हैं। कोर के हिस्सों के बीच आवश्यक अंतर को सेट करना उन्हें किसी भी में उपयोग करना संभव बनाता है आवेग ब्लॉकपोषण। हालांकि, अगर एक आधा पुल पुश-पुल कनवर्टर इकट्ठा किया जाता है, तो एक पारंपरिक रिंग चुंबकीय सर्किट को दूर किया जा सकता है। गणना करते समय, रिंग के बाहरी व्यास (डी), रिंग के आंतरिक व्यास (डी) और रिंग की ऊंचाई (एच) को ध्यान में रखना आवश्यक है।

चुंबकीय सर्किट पर विशेष संदर्भ पुस्तकें हैं, जहां रिंग के आयाम KDxdxH प्रारूप में प्रस्तुत किए जाते हैं।

पल्स ट्रांसफॉर्मर की गणना करने से पहले, प्रारंभिक डेटा का एक निश्चित सेट प्राप्त करना आवश्यक है। पहले आपको आपूर्ति वोल्टेज पर निर्णय लेने की आवश्यकता है। संभव के संबंध में यहां कुछ कठिनाइयां हैं। इसलिए, गणना के लिए, 220 वी + 10% का अधिकतम मूल्य लिया जाता है, जिसके लिए विशेष गुणांक लागू होते हैं:

आयाम मान है: 242 वी x 1.41 = 341.22 वी।
इसके अलावा 341.22 - 0.8 x 2 \u003d 340 वी माइनस रेक्टिफायर में वोल्टेज ड्रॉप।

प्रेरण और आवृत्ति का मान तालिकाओं का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है:

घुमावदार होने पर पल्स ट्रांसफॉर्मरइन उपकरणों की विशेषताओं पर विचार किया जाना चाहिए। सबसे पहले, आपको चुंबकीय सर्किट की पूरी परिधि के चारों ओर घुमावदार के समान वितरण पर ध्यान देना चाहिए। अन्यथा, डिवाइस की शक्ति में उल्लेखनीय कमी आएगी, और कुछ मामलों में - इसकी विफलता।

तार को अपने हाथों से घुमाने के मामले में, एक परत में बने "टर्न टू टर्न" वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है। इस तरह के आधार पर तकनीकी निर्देशपल्स ट्रांसफार्मर की गणना भी आवश्यक संख्या में घुमावों को निर्धारित करने के संदर्भ में की जाती है। घुमावदार के लिए उपयोग किए जाने वाले तार का व्यास इस तरह से चुना जाना चाहिए कि पूरा तार बिल्कुल एक परत में फिट हो जाए, और इस मामले में घुमावों की संख्या गणना किए गए डेटा के साथ मेल खाएगी। सूत्र का उपयोग करके प्राप्त परिणाम और परिणाम के बीच का अंतर 10 से 20% तक हो सकता है, जो आपको घुमावों की सटीक संख्या पर ध्यान दिए बिना घुमावदार बनाने की अनुमति देता है।

गणना करने के लिए, एक सूत्र है: वू = एन(डी - 10 एस - 4 डी) / डी, जिसमें वूप्राथमिक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या है, एन- निरंतर मूल्य 3.1416 के बराबर, डी- चुंबकीय सर्किट रिंग का आंतरिक व्यास, एस- इन्सुलेट गैसकेट की मोटाई, डी- व्यास अछूता तार. तार घनत्व के आधार पर अधिकतम गणना त्रुटि सहिष्णुता -5 से + 10% है।

टू-स्ट्रोक पुश-पुल पल्स ट्रांसफॉर्मर, ब्रिज और हाफ-ब्रिज बिजली आपूर्ति वोल्टेज कन्वर्टर्स की गणना के लिए डिज़ाइन किया गया सॉफ़्टवेयर।

लाइट-कैल्सिट के मुख्य लाभों में से, यह एक सुविधाजनक और समझने योग्य ग्राफिकल इंटरफ़ेस, माना जाने वाले विद्युत चुम्बकीय उपकरणों की विभिन्न विशेषताओं के साथ-साथ काफी विश्वसनीय परिणामों के गठन के लिए नियंत्रण और लेखांकन पर ध्यान देने योग्य है।

माना गया सॉफ्टवेयर व्यास की गणना करना संभव बनाता है घुमावदार तार(त्वचा के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए - एक निश्चित आवृत्ति पर कंडक्टर सरणी में वर्तमान प्रवेश की गहराई), चुंबकीय सर्किट में बिजली की कमी, ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स में घुमावों की संख्या और इसकी समग्र शक्ति, प्राथमिक का चुंबकीय प्रवाह वाइंडिंग और उसका इंडक्शन, मैग्नेटिक सर्किट का ओवरहीटिंग, और भी बहुत कुछ। एक महत्वपूर्ण विशेषतालाइट-कैल्सिट एक सुधार योजना और उपलब्धता का चयन करने की क्षमता है विभिन्न विकल्प PWM नियंत्रक: TL494, SG3525, IR2153 और इसी तरह। ट्रांसफार्मर को ठंडा करने के भी दो तरीके हैं: मजबूर और प्राकृतिक। कोर आकार ई, ईआर, ईआई, ईटीडी या आर प्रकार हो सकता है, इसके अलावा, कोर बेस फिर से भरने योग्य है। अन्य नमूनों के उत्पादों के लिए डेटा निर्माता के दस्तावेज़ के अनुसार स्वतंत्र रूप से दर्ज किया जाना चाहिए। कॉम्बो बॉक्स में एक नया कोर जोड़ते समय, प्रोग्राम स्वचालित रूप से एक आकृति उपसर्ग और एक भौतिक नाम को उसके नाम में जोड़ देता है। लाइट-कैल्सिट एक ट्रांसफॉर्मर की चार सेकेंडरी वाइंडिंग की गणना करने की पेशकश करता है, और प्रत्येक सेकेंडरी वाइंडिंग के लिए, आंकड़ों के अनुसार, अपनी स्वयं की सुधार योजना का संकेत दिया जाता है। काम के परिणाम प्रदर्शित करते समय, यह सॉफ्टवेयर न केवल तारों के व्यास देता है, बल्कि यह भी बताता है कि इन तारों के साथ कितने किस्में घाव होनी चाहिए। एक मध्य बिंदु के साथ एक द्विध्रुवीय बिजली की आपूर्ति की उपस्थिति में, प्रत्येक हाथ के लिए घुमावों की संख्या "+" चिह्न के माध्यम से इंगित की जाएगी।

व्यक्तिगत गणना परिणामों और इनपुट फ़ील्ड पर टूलटिप्स हैं। इसके अलावा, यदि कई पैरामीटर उचित सीमा (उदाहरण के लिए, कोर हीटिंग) से परे जाते हैं, तो यह सॉफ़्टवेयर उपयोगकर्ता को इसके बारे में चेतावनी देगा और स्वतंत्र रूप से कई सेट मानों को सीमित कर देगा। पिछली गणना का सारा डेटा प्रोग्राम के पुनरारंभ होने पर सहेजा जाता है।

यह सॉफ्टवेयर एक्सीलेंटआईटी प्रोग्राम का एक सरलीकृत संस्करण है और उन लोगों के लिए उपयुक्त है जो बड़ी संख्या में विभिन्न विशिष्ट मापदंडों (जिन्हें डिफ़ॉल्ट रूप से औसत के रूप में लिया जाता है) के साथ खिलवाड़ नहीं करना चाहते हैं। हालाँकि, यह एक उच्च गणना त्रुटि का परिणाम है। से मुख्य अंतर पूर्ण संस्करण- आउटपुट प्रारंभ करनेवाला के अधिष्ठापन की गणना करने में असमर्थता, साथ ही कार्य के परिणामों को सहेजना, लोड करना और प्रिंट करना। लाइट-कैल्सिट के साथ काम करते समय, किसी को यह नहीं भूलना चाहिए कि वार्निश पर तार का व्यास तांबे पर इनपुट के व्यास से बड़ा होगा।

इस सॉफ्टवेयर के लेखक एक घरेलू प्रोग्रामर व्लादिमीर डेनिसेंको हैं, जो पस्कोव शहर में रहते हैं। उत्कृष्ट आईटी और लाइट-कैल्सिट के अलावा, उन्होंने विभिन्न उपकरणों के घुमावदार घटकों को निर्धारित करने के लिए कई अन्य कार्यक्रम लिखे: बूस्टर (स्टेप-डाउन और स्टेप-अप की गणना के लिए तेज) स्विचिंग नियामक), फॉरवर्ड (फॉरवर्ड सिंगल-एंडेड कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर) और फ्लाईबैक (इंडक्टर-फ्लाईबैक कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर)। लेखक उपयोगकर्ताओं की इच्छाओं का पालन करता है और उपरोक्त सॉफ़्टवेयर को लगातार परिष्कृत करता है। उनके कार्यक्रमों ने न केवल पूर्व यूएसएसआर के देशों में, बल्कि विदेशों में भी लोकप्रियता हासिल की।

लाइट-कैल्सिट कार्यक्रम बिल्कुल मुफ्त वितरित किया जाता है। स्थापना के दौरान स्थापना की आवश्यकता नहीं है।

माना पल्स ट्रांसफार्मर कैलकुलेटर की इंटरफ़ेस भाषा रूसी है।

कार्यक्रम का आकार 1 एमबी से कम है। काम के लिए मंच ऑपरेटिंग सिस्टममाइक्रोसॉफ्ट विंडोज एक्सपी, विस्टा और 7 (32-बिट और 64-बिट पर परीक्षण की गई संचालन क्षमता)। लाइट-कैल्सिट वाइन के तहत चलने पर लिनक्स के तहत भी काम करता है।

डाउनलोड: (डाउनलोड: 953)

कार्यक्रम का वितरण:नि: शुल्क

ठीक से डिज़ाइन किए गए पुश-पुल कनवर्टर में डी.सी.घुमावदार और चुंबकीयकरण के माध्यम से कोर अनुपस्थित हैं।
यह आपको पूर्ण पुनर्चुंबकीकरण चक्र का उपयोग करने और अधिकतम शक्ति प्राप्त करने की अनुमति देता है। चूंकि ट्रांसफार्मर में कई अन्योन्याश्रित पैरामीटर हैं, इसलिए गणना चरणों में की जाती है, निर्दिष्ट करते हुए, यदि आवश्यक हो, प्रारंभिक डेटा।

वाइंडिंग को अधिक गर्म न करने की स्थिति से प्राप्त समग्र शक्ति के बराबर है:

पगब = एस ओ एस सी एफ बी एम / 150 (1)

कहाँ पे: पी गाबो- पावर, डब्ल्यू; अनुसूचित जाति- चुंबकीय सर्किट का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र, सेमी 2; इसलिए- मुख्य खिड़की क्षेत्र, सेमी 2 ; एफ- दोलन आवृत्ति, हर्ट्ज; बी एम = 0.25 टी- 100 kHz तक की आवृत्तियों पर घरेलू निकल-मैंगनीज फेराइट्स के लिए प्रेरण का स्वीकार्य मूल्य।

हम कुल मिलाकर 80% ट्रांसफार्मर की अधिकतम शक्ति चुनते हैं:

पी अधिकतम = 0.8 पी गैब (2)

प्राथमिक वाइंडिंग के घुमावों की न्यूनतम संख्या एन 1निर्धारित अधिकतम वोल्टेजघुमावदार पर यू एमऔर स्वीकार्य कोर प्रेरण बी.एम.:

एन = (0.25⋅10 4 यू एम) / (एफ बी एम एस सी) (3)

घुमावदार वर्तमान घनत्व जे 300 डब्ल्यू तक की शक्ति वाले ट्रांसफार्मर के लिए, हम 3.5 ए / मिमी 2 लेते हैं (अधिक शक्ति कम से मेल खाती है)
अर्थ)। मिमी में तार व्यास की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

डी = 1.13⋅ (आई/जे) 1/2 (4)

कहाँ पे मैं- ए में प्रभावी वाइंडिंग करंट।

एक अल्ट्रासोनिक स्थापना के लिए, 30..40 W की शक्ति वाले एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है। प्राथमिक वाइंडिंग पर वोल्टेज एक प्रभावी मूल्य के साथ साइनसॉइडल है यू eff= 100 वी और 30 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति।

चलो चुनते हैं फेराइट रिंग K28x16x9.
इसका अनुभागीय क्षेत्र: एससी \u003d (डी - डी) एच / 2 \u003d (2.8 - 1.6) 0.9 / 2 \u003d 0.54 सेमी 2
खिड़की क्षेत्र: तो \u003d (डी / 2) 2 \u003d (1.6 / 2) 2 \u003d 2 सेमी 2

कुल शक्ति: पगब = 0.54 2 30 10 3 0.25/150 = 54 डब्ल्यू
अधिकतम शक्ति: पीएमएक्स = 0.8 ⋅ 54 = 43.2 डब्ल्यू

अधिकतम घुमावदार वोल्टेज: उम = 1.41 100 = 141 वी
घुमावों की संख्या: n 1 \u003d 0.25 10 4 141 / (30 10 3 0.25 0.54) \u003d 87
प्रति वोल्ट घुमावों की संख्या: n 0 \u003d 87 / 100 \u003d 0.87

प्राथमिक वाइंडिंग की धारा का प्रभावी मूल्य: मैं = पी / यू = 40/100 = 0.4 ए
हम वर्तमान घनत्व 5 ए / मिमी 2 चुनते हैं। तो तांबे के तार का व्यास: डी = 1.13 (0.4/5) 1/2 = 0.31 मिमी

यदि हम कम बिजली का ट्रांसफार्मर बना रहे हैं, तो हम वर्तमान घनत्व के साथ खेल सकते हैं और अधिक गरम होने के डर के बिना पतले तारों का चयन कर सकते हैं। एरानोसियन की किताब में, निम्नलिखित टैबलेट दिया गया है:

धारा घनत्व ट्रांसफार्मर की शक्ति पर क्यों निर्भर करता है?
जारी की गई ऊष्मा की मात्रा विशिष्ट हानियों के गुणनफल और तार के आयतन के बराबर होती है। उष्मा की छितरी हुई मात्रा वाइंडिंग के क्षेत्र और इसके और माध्यम के बीच के तापमान के अंतर के समानुपाती होती है। ट्रांसफार्मर के आकार में वृद्धि के साथ, क्षेत्र की तुलना में मात्रा तेजी से बढ़ती है, और उसी अति ताप के लिए, विशिष्ट नुकसान और वर्तमान घनत्व को कम किया जाना चाहिए। 4.5 केवीए की शक्ति वाले ट्रांसफार्मर के लिए, वर्तमान घनत्व 1..2 ए/मिमी2 से अधिक नहीं है।

प्राथमिक वाइंडिंग के फेरों की संख्या जानना एनआइए इसके अधिष्ठापन की गणना करें। टॉरॉयड के लिए, यह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

एल = μ 0 μ एस एन 2 / एल ए . के साथ (5)

क्षेत्र कहाँ है एस के साथएम 2 में दिया गया औसत लंबाईचुंबकीय रेखा मैं एकएम में, एच में अधिष्ठापन, μ 0 \u003d 4π 10 -7एच / एम - चुंबकीय स्थिरांक।

इंजीनियरिंग संस्करण में, यह सूत्र इस तरह दिखता है:

एल = ए एल एन 2(5ए), एन = (एल / ए एल) 1/2(5 बी)

गुणक ए लीऔर पावर पैरामीटर एस ओ एस सीकुछ प्रकार के वलयों के लिए तालिका 2 में दिया गया है:

एक मिलान उपकरण के रूप में काम करने के लिए ट्रांसफार्मर के लिए, निम्नलिखित शर्त पूरी होनी चाहिए:

एल> (4 .. 10) आर / (2 π एफ मिनट) (6)

कहाँ पे ली- एच में अधिष्ठापन, आर \u003d यू 2 एफईएफ / पी एनलोड प्रतिरोध ओम, प्राथमिक वाइंडिंग के लिए कम,
fmin- न्यूनतम आवृत्ति हर्ट्ज।

प्रमुख कन्वर्टर्स में, प्राथमिक वाइंडिंग में दो धाराएँ प्रवाहित होती हैं, एक आयताकार भार धारा मैं पीआर \u003d यू एम / आरऔर त्रिकोणीय धारा
चुंबकीयकरण $$ I_T = (1 \ over L) \int_0^(T/2) U_1 dt = ( T \over 2L )U_m $$

सामान्य ऑपरेशन के लिए, त्रिकोणीय घटक का मूल्य आयताकार घटक के 10% से अधिक नहीं होना चाहिए, अर्थात।

एल> 5 आर / एफ (7)

यदि आवश्यक हो, तो घुमावों की संख्या बढ़ाएं या फेराइट का उपयोग बड़े के साथ करें μ . घुमावदार में घुमावों की संख्या को कम करना वांछनीय नहीं है। ऑपरेटिंग आवृत्ति पर इंटरटर्न कैपेसिटेंस की वृद्धि के कारण, हो सकता है गुंजयमान कंपन. चयनित फेराइट में ऑपरेटिंग आवृत्ति बैंड में पर्याप्त अधिकतम प्रेरण और कम नुकसान होना चाहिए। एक नियम के रूप में, कम आवृत्तियों पर (1 मेगाहर्ट्ज तक), फेराइट के साथ μ = 1000 .. 6000, और रेडियो फ्रीक्वेंसी पर आपको उपयोग करना होगा μ = 50 .. 400.

उदाहरण 1 से ट्रांसफार्मर चुंबकीय पारगम्यता के साथ निकल-मैंगनीज फेराइट 2000NM से बने K28x16x9 रिंग पर घाव है μ = 2000.
लोड पावर पी = 40 डब्ल्यू, प्राथमिक वाइंडिंग का प्रभावी वोल्टेज यूएफ = 100 वी, आवृत्ति एफ = 30 किलोहर्ट्ज़।
आइए हम इसके घुमावों की संख्या निर्दिष्ट करें।

कम लोड प्रतिरोध: आर = 100 2/40 = 250 ओम
चुंबकीय कोर का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र: एससी \u003d 0.54 सेमी 2 \u003d 0.54 10 -4 मीटर 2
औसत चुंबकीय रेखा लंबाई: ला \u003d (डी + डी) / 2 \u003d (2.8 + 1.6) 10 -2 / 2 \u003d 6.9 10 -2 मीटर
अधिष्ठापन कारक: ए एल \u003d 4 10 -7 2000 0.54 10 -4 / 6.9 10 -2 \u003d 1963 एनएच / विट 2

न्यूनतम प्राथमिक घुमावदार अधिष्ठापन: एल = 10 250 / (2π ⋅ 3 ⋅ 10 4) = 13.3 एमएच
घुमावों की संख्या: एन = (13.3 ⋅ 10 -3 / 1.963 ⋅ 10 -6) 1/2 = 82यह पहले की गणना से भी छोटा है। एन मिनट = 87.
इस प्रकार, पर्याप्त अधिष्ठापन की शर्त पूरी होती है और घुमावदार में घुमावों की संख्या n = 87 है।

जैसा कि आप जानते हैं, ट्रांसफार्मर में कोर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के एक सांद्रक का कार्य करता है। स्वीकार्य प्रेरण जितना अधिक होगा बीऔर चुंबकीय पारगम्यता μ, संचरित ऊर्जा का घनत्व जितना अधिक होगा और ट्रांसफार्मर उतना ही अधिक कॉम्पैक्ट होगा। तथाकथित में उच्चतम चुंबकीय पारगम्यता है। लौह चुम्बक - विभिन्न कनेक्शनलोहा, निकल और कुछ अन्य धातुएँ।

चुंबकीय क्षेत्र को दो मात्राओं द्वारा वर्णित किया जाता है: तीव्रता एच (घुमावदार धारा के आनुपातिक) और चुंबकीय प्रेरण बी (सामग्री में क्षेत्र की बल क्रिया की विशेषता है)। B और H के बीच के संबंध को किसी पदार्थ का चुंबकीयकरण वक्र कहा जाता है। फेरोमैग्नेट्स के लिए, इसमें है दिलचस्प विशेषता- हिस्टैरिसीस (ग्रीक लैगिंग) - जब प्रभाव की तात्कालिक प्रतिक्रिया उसके इतिहास पर निर्भर करती है।

शून्य बिंदु (इस खंड को मुख्य चुंबकीयकरण वक्र कहा जाता है) छोड़ने के बाद, क्षेत्र एक निश्चित बंद वक्र (हिस्ट्रेसिस लूप कहा जाता है) के साथ चलने लगते हैं। वक्र पर विशेषता बिंदु अंकित हैं - संतृप्ति प्रेरण B s , अवशिष्ट प्रेरण B r और जबरदस्ती बल H s।

चित्र एक। फेराइट्स के चुंबकीय गुण। बाईं ओर हिस्टैरिसीस लूप और उसके मापदंडों का आकार है। दाईं ओर, फेराइट का मुख्य चुंबकीयकरण वक्र 1500NM3 at विभिन्न तापमानऔर आवृत्तियाँ: 1 - 20 kHz, 2 - 50 kHz, 3 - 100 kHz।

इन मात्राओं के मूल्यों के अनुसार, फेरोमैग्नेट्स को सशर्त रूप से कठोर और नरम में विभाजित किया जाता है। पूर्व में एक विस्तृत, लगभग आयताकार हिस्टैरिसीस लूप होता है और स्थायी चुम्बकों के लिए अच्छा होता है। और एक संकीर्ण लूप वाली सामग्री का उपयोग ट्रांसफार्मर में किया जाता है। तथ्य यह है कि एक ट्रांसफार्मर के मूल में दो प्रकार के नुकसान होते हैं - विद्युत और चुंबकीय। इलेक्ट्रिक (फौकॉल्ट एड़ी धाराओं के उत्तेजना के लिए) सामग्री और आवृत्ति की चालकता के लिए आनुपातिक हैं, लेकिन चुंबकीय वाले छोटे होते हैं, हिस्टैरिसीस लूप का क्षेत्र छोटा होता है।

फेराइट्स लोहे के आक्साइड या अन्य फेरोमैग्नेट के दबाए गए पाउडर होते हैं जिन्हें सिरेमिक बाइंडर से सिंट किया जाता है। ऐसा मिश्रण दो विपरीत गुणों को जोड़ता है - लोहे की उच्च चुंबकीय पारगम्यता और ऑक्साइड की खराब चालकता। यह विद्युत और चुंबकीय दोनों नुकसानों को कम करता है और उच्च आवृत्तियों पर काम करने वाले ट्रांसफार्मर बनाना संभव बनाता है। फेराइट्स की आवृत्ति गुण महत्वपूर्ण आवृत्ति f c की विशेषता होती है जिस पर हानि स्पर्शरेखा 0.1 तक पहुँच जाती है। थर्मल - क्यूरी तापमान टी सी, जिस पर μ अचानक घटकर 1 हो जाता है।

घरेलू फेराइट्स को संख्याओं के साथ चिह्नित किया जाता है जो प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता को इंगित करते हैं, और अक्षर आवृत्ति रेंज और सामग्री के प्रकार को इंगित करते हैं।
सबसे आम कम आवृत्ति वाला निकल-जस्ता फेराइट, एचएच अक्षरों द्वारा दर्शाया गया है। कम चालकता और अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति f c है। लेकिन इसमें बड़े चुंबकीय नुकसान और कम क्यूरी तापमान है।
निकेल-मैंगनीज फेराइट का पदनाम एचएम है। इसकी चालकता अधिक है, इसलिए f c कम है। लेकिन चुंबकीय नुकसान छोटे हैं, क्यूरी तापमान अधिक है, यह यांत्रिक झटके से कम डरता है।
कभी-कभी फेराइट के अंकन में एक अतिरिक्त संख्या 1, 2 या 3 डाल दी जाती है। आमतौर पर, यह जितना अधिक होता है, फेराइट का तापमान उतना ही अधिक स्थिर होता है।

प्रौद्योगिकी परिवर्तित करने के लिए, थर्मोस्टेबल फेराइट 1500NM3 fc = 1.5 MHz, Bs = 0.35..0.4 T और Tc = 200 ℃ के साथ अच्छा है।

विशेष अनुप्रयोगों के लिए, फेराइट 2000NM3 को सामान्यीकृत डीकैमोड्यूलेशन (चुंबकीय पारगम्यता की अस्थायी स्थिरता) के साथ उत्पादित किया जाता है। इसमें fc=0.5MHz, Bs=0.35..0.4T और Tc=200℃ है।

एनएमएस श्रृंखला के फेराइट शक्तिशाली और कॉम्पैक्ट ट्रांसफार्मर के लिए विकसित किए गए हैं। उदाहरण के लिए, 2500NMS1 Bs के साथ = 0.45 T और 2500NMS2 Bs = 0.47 T के साथ। उनकी महत्वपूर्ण आवृत्ति fc=0.4MHz है, और क्यूरी तापमान Tc>200℃ है।

स्वीकार्य प्रेरण बी एम के लिए, यह पैरामीटर समायोज्य है और साहित्य में मानकीकृत नहीं है। लगभग माना जा सकता है बी एम = 0.75 वी एस मिनट. निकल-मैंगनीज फेराइट के लिए, यह लगभग 0.25 टी देता है। ऊंचे तापमान पर बी एस में गिरावट को ध्यान में रखते हुए और गंभीर मामलों में उम्र बढ़ने के कारण, इसे सुरक्षित रूप से खेलना और बी एम को 0.2 टी तक कम करना बेहतर है।

सामान्य फेराइट्स के मुख्य मापदंडों को तालिका 3 में संक्षेपित किया गया है।

तालिका 3. कुछ फेराइट्स के मुख्य पैरामीटर

ब्रैंड	100एनएन	400एनएन	600एनएन	1000एनएन	2000	2000nm	1000NM3	1500NM1	1500NM3
μ प्रारंभिक	80..120	350..500	500..800	800..1200	1800..2400	1700..2500	800..1200	1200..1800	1200..1800
एफसी, मेगाहर्ट्ज	7	3,5	1,5	0,4	0,1	0,5	1,8	0,7	1,5
टीसी, ℃	120	110	110	110	70	200	200	200	200
बीएस, टी	0,44	0,25	0,31	0,27	0,25	0,38..0,4	0,33	0,35..0,4	0,35..0,4

महत्वपूर्ण fc से कम आवृत्ति पर, चुंबक में ऊर्जा हानि मुख्य रूप से पुनर्चुंबकीय हानियों से बनी होती है, और एड़ी के वर्तमान नुकसान की उपेक्षा की जा सकती है।
अनुभव और सिद्धांत बताते हैं कि चुंबकीयकरण उत्क्रमण के एक चक्र में प्रति इकाई आयतन (या द्रव्यमान) की ऊर्जा हानि सीधे आनुपातिक है
हिस्टैरिसीस लूप का क्षेत्र। इसलिए, चुंबकीय नुकसान की शक्ति:

पी एच = पी 0 ⋅ वी ⋅ एफ (8)

कहाँ पे पी0- प्रति इकाई मात्रा में विशिष्ट नुकसान (आवृत्ति पर मापा जाता है च 0प्रेरण पर बी0) ,वीनमूने की मात्रा है।

हालांकि, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, संतृप्ति प्रेरण कम हो जाता है, हिस्टैरिसीस लूप विकृत हो जाता है, और नुकसान बढ़ जाता है। इन कारकों को ध्यान में रखते हुए, स्टाइनमेट्ज़ (सी. पी. स्टीनमेट्ज़, 1890-1892) ने एक अनुभवजन्य सूत्र प्रस्तावित किया:

पी एच = पी 1 ⋅ एम ⋅ (एफ / एफ 1) α (बी / बी 1) β (9)

हम सहमत थे कि च 1 = 1 किलोहर्ट्ज़, बी 1 = 1 टी; मात्रा पी 1, α, βपुस्तिका में दर्शाया गया है।

तालिका 5. कुछ फेराइट्स में विशिष्ट हानियाँ

ब्रैंड	1500NM3	2000NM1-ए, बी		2000NM3	2000NM-17		3000NM-A	6000NM-1
एफ	-	0.4..100 किलोहर्ट्ज़	0.1..1 मेगाहर्ट्ज	-	0.4..100 किलोहर्ट्ज़	0.1..1 मेगाहर्ट्ज	0.4..200 किलोहर्ट्ज़	20..50 किलोहर्ट्ज़	50..100 किलोहर्ट्ज़
पी 1, डब्ल्यू / किग्रा	23,2	32 ± 7	13 ± 3	44,6	63 ± 10	25 ± 4	48 ± 8	11±2	38 ± 0.8
α	1,2	1,2	1,4	1,3	1,2	1,4	1,2	1,35	1,6
β	2,2	2,4		2,7	2,85	2,76	2,69	2,6

कमरे के तापमान पर और त्वचा के प्रभाव को ध्यान में रखे बिना प्राथमिक वाइंडिंग में ओमिक नुकसान:

पी एम1 =I 2 eff (ρ / एसएम) ((डी - डी) + 2 एच) एन 1 (10)

कहाँ पे मैं पुतला- प्रभावी धारा, डी - बाहरी, डी - रिंग का आंतरिक व्यास, एच - मीटर में इसकी ऊंचाई; n 1 - घुमावों की संख्या; एसएम - अनुप्रस्थ अनुभागतार, मिमी 2 में; = 0.018 ओम मिमी 2 / मी प्रतिरोधकताताँबा।

ऊंचे तापमान पर सभी वाइंडिंग में कुल नुकसान वातावरण:

पी एम = (पी एम 1 + पी एम 2 + ..) (1 + 0.004 (टी -25 डिग्री सेल्सियस)) (11)

पी = पी एच + पी एम (12)

प्राकृतिक संवहन के लिए अनुमानित अति ताप तापमान:

ΔT = पी Σ / (α मीटर स्कूल) (13)

जहाँ α मीटर \u003d (10..15) -4 डब्ल्यू / सेमी 2 ओ सी, स्कूल \u003d / 2 (डी 2 - डी 2) + एच (डी + डी)

आइए उदाहरण 1 और 2 से ट्रांसफार्मर में नुकसान का पता लगाएं। सादगी के लिए, हम मानते हैं कि द्वितीयक और प्राथमिक वाइंडिंग समान हैं। प्रभावी धारा
प्राथमिक वाइंडिंग Ieff \u003d 0.4 A. प्राथमिक वाइंडिंग में कॉपर की हानि पी एम 1 \u003d 0.4 2 (0.018 / 0.08) (28 - 16 + 18) 10 -3 ⋅ 87 0.1 डब्ल्यू।
दोनों वाइंडिंग के कॉपर में हानियाँ: पी एम = 0.2 डब्ल्यू।

फेराइट 2000NM . के संदर्भ डेटा के अनुसार पी 1 \u003d 32 डब्ल्यू / किग्रा, α \u003d 1.2, β \u003d 2.4,कोर K28x16x9 का द्रव्यमान 20 ग्राम है।
फेराइट हानि: पी एच \u003d 32 (30/1) 1.2 (0.25/1) 2.4 20 ⋅ 10 -3 \u003d 1.36 डब्ल्यू

ट्रांसफार्मर में कुल नुकसान: पी = 1.56 डब्ल्यू. अनुमानित दक्षता = (40 - 1.56) / 40 100% 96%

चित्र 2 पर। दिखाया गया है। इसमें स्रोत प्रतिरोध शामिल है मैं, कम लोड प्रतिरोध आर \u003d एन 2 आर एनया आर \u003d पी एन / यू 2 eff, कहाँ पे एन \u003d यू 1 / यू 2- परिवर्तन अनुपात, यू eff- प्राथमिक वाइंडिंग का प्रभावी वोल्टेज।

रेखा चित्र नम्बर 2। ट्रांसफार्मर का समतुल्य परिपथ।

ट्रांसफार्मर के जड़त्वीय गुण कम रिसाव अधिष्ठापन का निर्धारण करते हैं रास, चुंबकीयकरण अधिष्ठापन एल μ(लगभग प्राथमिक वाइंडिंग के अधिष्ठापन के बराबर एल1), समानांतर घुमावदार समाई पी के साथ(तथाकथित गतिशील समाई) और वाइंडिंग के बीच श्रृंखला समाई सी पी.

एल1सूत्र (5) द्वारा परिकलित या प्रयोगात्मक रूप से मापा गया।
रिसाव अधिष्ठापन के अनुसार परिमाण का क्रम है एल एस ~ एल 1 / μ. क्षमता सी पीलगभग 1 पीएफ प्रति मोड़ है।

ट्रांसफार्मर बैंड पास फिल्टर की तरह काम करता है। कम आवृत्तियों पर, यह कटऑफ आवृत्ति के साथ एक उच्च-पास फ़िल्टर है एन = आर / एल μ.
उच्च आवृत्तियों पर, तत्व रासतथा सीपीकटऑफ आवृत्ति के साथ एक कम-पास फ़िल्टर बनाएं में (एल एस सी पी) -1/2.
श्रृंखला समाई सी पीयह बड़ा नहीं है और वास्तव में प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करता है।

मॉडल में दो विशेषता अनुनाद हैं।

समानांतर सर्किट में कम आवृत्ति (चुंबकीय अनुनाद) एल μ सी पी
इसकी आवृत्ति एफ μ (1/2 ) ⋅ (एल μ सी पी) -1/2, और अच्छाई क्यू μ (आर आई || आर) ⋅ (एल μ / सी पी) -1/2 (14)

द्वारा निर्मित परिपथ में उच्च आवृत्ति (प्रकीर्णन प्रतिध्वनि) रासतथा सी पी.
इसकी आवृत्ति एफएस (1/2 ) (एल एस सी पी) -1/2, और अच्छाई क्यू एस (एल एस / सी पी) 1/2 / आर मैं। (15)

ट्रांसफार्मर की आवृत्ति प्रतिक्रिया एक बैंडपास फिल्टर की आवृत्ति प्रतिक्रिया के समान होती है, लेकिन इसके ऊपरी किनारे पर एक प्रतिध्वनि होती है एफ एस ओएक विशिष्ट शिखर देता है।
आवेगों की प्रतिक्रिया स्रोत और प्रतिरोध मूल्यों को शामिल करने पर निर्भर करती है।
स्रोत के एक छोटे से आंतरिक प्रतिरोध के साथ मैंकेवल प्रतिध्वनि है एफ एस ओनाड़ी के मोर्चों पर एक विशेषता "बज" के रूप में।
यदि स्रोत एक कुंजी के माध्यम से जुड़ा हुआ है, तो जब इसे खोला जाता है, तो आवृत्ति के साथ तीव्र दोलन होते हैं च μ

चित्र 3. एक ट्रांसफार्मर में आवृत्ति प्रतिक्रिया और क्षणिक का एक उदाहरण। इसका समतुल्य परिपथ चित्र 4 में नीचे दिया गया है।

नमूने के लिए, K10x6x2 आकार के फेराइट 3000NM की एक रिंग ली गई। प्राथमिक वाइंडिंग 21 मोड़ थी, द्वितीयक 14, परिवर्तन अनुपात n = 1.5, भार प्रतिरोध 4.7 kOhm था, स्रोत 6V के स्तर के साथ TTL microcircuits पर एक आयताकार पल्स जनरेटर था, 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति और एक आंतरिक प्रतिरोध आर मैं 200 ओम.

आइए सैद्धांतिक मापदंडों की गणना करें:
एस सी \u003d 4 ⋅ 10 -6 मीटर 2, ला = 25.13 ⋅ 10 -3 मीटर, ए एल सिद्धांत = 600 एनएच / विट 2 , एल 1थ्योर \u003d 0.6 21 2 \u003d 265 μH , एलएस सिद्धांत 265/3000 = 0.09 µ एच , सी पी सिद्धांत 21+14 = 35 पीएफ।
कम लोड प्रतिरोध आर \u003d एन 2 आरएन \u003d 2.25 4.7 ~ 10 kOhm.

AKIP-6107 उपकरण के साथ अधिष्ठापन माप के परिणाम:
एल 1 \u003d 269 μH , एल 2 \u003d 118 μH, द्वितीयक वाइंडिंग को छोटा करते हुए हमें मिलता है 2Ls = 6.8 μH, जो उसके अनुमान सिद्धांतकारों से अधिक परिमाण के दो क्रम हैं।

ट्रांसफॉर्मर पर आवेदन करके डायनामिक कैपेसिटेंस सीपी का अनुमान फॉर्मूला (15) से लगाया जा सकता है आयताकार दालेंऔर एक आस्टसीलस्कप के साथ माध्यमिक वाइंडिंग के आउटपुट पर दालों के मोर्चों पर "रिंगिंग" की दोलन अवधि को मापना। "रिंगिंग" फ़्रीक्वेंसी fs 18.5 MHz निकला, जो Cp 21 pF देता है और सैद्धांतिक अनुमान से अच्छी तरह सहमत है।
प्रयोग के साथ तुलना के लिए, एलटी स्पाइस कार्यक्रम में मापे गए मापदंडों के साथ समकक्ष सर्किट का मॉडल तैयार किया गया था।

चित्र 4. ट्रांसफार्मर मॉडल। वाउट कम वोल्टेज है, वास्तविक वोल्टेज n गुना कम होगा।

चित्र 5. प्रयोग के परिणाम। ऊर्ध्वाधर पैमाने का पैमाना 1 वोल्ट प्रति विभाजन है।

तो, मापा के आधार पर बनाया गया मॉडल एल μ , एल एस और सी पीप्रयोग के साथ अच्छा समझौता है।
छोटे छल्ले के लिए प्रति मोड़ 1 पीएफ की क्षमता का सैद्धांतिक अनुमान स्वीकार्य है, लेकिन रिसाव अधिष्ठापन का अनुमान वास्तविक एक से परिमाण के दो आदेशों से भिन्न होता है। अनुभव द्वारा निर्धारित करना आसान है।

जब वोल्टेज लगाया जाता है यूइसमें वाइंडिंग पर इंडक्शन का EMF दिखाई देगा इ: यू = -ई = एन एससी डीबी / डीटी

आयाम के साथ साइनसॉइडल वोल्टेज के लिए उम: उम = एन एससी ω बीएम

फेरों की संख्या कहाँ होती है एन = उम / (एससी ω बीएम)

वृत्ताकार आवृत्ति को सामान्य के माध्यम से व्यक्त करते हुए, और क्षेत्रफल सेमी 2 में, हमें इंजीनियरिंग सूत्र मिलता है: एन = 0.16 10 4 / (एफ बी.एम. एससी)

परिमाण के एक आयताकार वोल्टेज के लिए उम: डीबी = डीटी उम / (एन एससी)

समय के साथ 0 से T/2 तक एकीकृत करना और यह ध्यान में रखते हुए कि फ़ील्ड -Bm से +Bm में आधी अवधि में बदल जाएगा, हम प्राप्त करते हैं: 2बीएम = (टी / 2) उम / (एन एससी)

आवृत्ति के संदर्भ में अवधि और सेमी 2 में क्षेत्र को व्यक्त करते हुए, हमें इंजीनियरिंग सूत्र मिलता है: एन = 0.25 ⋅10 4 / (एफ बीएम एससी)

यह दोनों ही मामलों के लिए उपयुक्त है।

फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, कुंडल पर वोल्टेज और उसमें चुंबकीय प्रेरण में परिवर्तन के बीच संबंध:

यू डीटी = एन एससी डीबी

0 से T / 2 के समय के दौरान, इंडक्शन -Bm से +Bm में बदल जाएगा, इन सीमाओं के भीतर एकीकृत होने पर हमें मिलता है:

यू सीएफ = 4 एन एससी बीएम एफ

कहा पे: $$ U_(cp)=(2 \over T) \int_0^(T/2) U dt $$

लेकिन उपकरण औसत नहीं, बल्कि प्रभावी वोल्टेज को मापते हैं, जो एक स्थिर ऊर्जा के बराबर है। मध्य और धारा के बीच संबंध
तनाव आकार कारक देता है से एफ \u003d यू एफईएफ / यू सीएफ. मेन्डर के लिए, यह 1 है, ज्या 1.11 के लिए।
इसलिए कॉइल के आर-पार प्रभावी वोल्टेज है:

यू एफईएफ \u003d 4 के एफ एन एससी बीएम एफ

हम निम्नलिखित विचारों से समग्र शक्ति का अनुमान लगाते हैं। आवृत्ति f बड़ी नहीं है, एड़ी धाराओं और चुंबकीयकरण उत्क्रमण के कारण होने वाले नुकसान छोटे हैं, और शक्ति
घुमावदार अति ताप द्वारा सीमित। यह अधिकतम वर्तमान घनत्व j द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो दोनों वाइंडिंग के लिए समान है।
हम समग्र शक्ति को प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग की शक्तियों के आधे योग के रूप में परिभाषित करते हैं।

पगब \u003d (पी 1 + पी 2) / 2 \u003d (यू एफई 1 आई 1 + यू एफई 2 आई 2) / 2 \u003d जे (एस 1 एन 1 + एस 2 एन 2) 4 से एफ एससी बीएम / 2जहाँ S 1 और S 2 प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के क्षेत्र हैं।

इसे तांबे के क्षेत्र एसएम के संदर्भ में लिखा जा सकता है:

Pgab = 2 k f f Sc Sm Bm j

तांबे का क्षेत्र खिड़की भरण कारक σ = एसएम / एस 0 से संबंधित है।
सिग्मा एक प्रकार का अनुभवजन्य गुणांक है, जो सिंगल-लेयर वाइंडिंग के लिए न्यूनतम 0.15 और मल्टी-लेयर वन के लिए अधिकतम 0.4 के बराबर है (यह अब फिट नहीं होगा)।
नतीजतन, हमारा सूत्र इस तरह दिखता है:

पीजीएबी = 2 के एफ σ एफ एससी एस 0 बीएम जे

यहां सभी मान SI में हैं।

मान लेते हैं कि वोल्टेज में एक मेन्डर का आकार होता है, k f \u003d 1. वर्तमान घनत्व का चयन करना j \u003d 2.2 A / mm 2,
भरने का कारक \u003d 0.15, सेमी 2 में क्षेत्र को व्यक्त करते हुए, टी में बीएम, हर्ट्ज में आवृत्ति, हम गणना सूत्र प्राप्त करते हैं:

पीजीएबी = एससी एस 0 एफ बीएम / 150

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सूत्र एक बड़े मार्जिन से प्राप्त होता है, वास्तव में ट्रांसफार्मर से अधिक शक्ति प्राप्त करना संभव है।

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इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल सर्किट में विभिन्न प्रकार के ट्रांसफार्मर उपकरण का उपयोग किया जाता है, जो आर्थिक गतिविधि के कई क्षेत्रों में मांग में हैं। उदाहरण के लिए, पल्स ट्रांसफॉर्मर (बाद में आईटी के रूप में संदर्भित) लगभग सभी आधुनिक बिजली आपूर्ति में स्थापित एक महत्वपूर्ण तत्व हैं।

कोर के आकार और उस पर कॉइल के स्थान के आधार पर, आईटी निम्नलिखित डिजाइनों में निर्मित होते हैं:

आंकड़े बताते हैं:

ए - कोल्ड या हॉट रोल्ड मेटल की तकनीक का उपयोग करके निर्मित ट्रांसफार्मर स्टील ग्रेड से बना एक चुंबकीय सर्किट (एक टॉरॉयडल कोर के अपवाद के साथ, यह फेराइट से बना होता है);
बी - इन्सुलेट सामग्री का तार
सी - तार जो एक आगमनात्मक कनेक्शन बनाते हैं।

ध्यान दें कि विद्युत स्टील में सिलिकॉन के कुछ योजक होते हैं, क्योंकि यह चुंबकीय सर्किट के सर्किट पर एड़ी धाराओं के प्रभाव से बिजली की हानि का कारण बनता है। टॉरॉयडल डिजाइन के आईटी में कोर को रोल्ड या फेरिमैग्नेटिक स्टील से बनाया जा सकता है।

विद्युत चुम्बकीय कोर के एक सेट के लिए प्लेटों को आवृत्ति के आधार पर मोटाई में चुना जाता है। इस पैरामीटर में वृद्धि के साथ, छोटी मोटाई की प्लेटों को स्थापित करना आवश्यक है।

पल्स टाइप ट्रांसफॉर्मर (बाद में आईटी के रूप में संदर्भित) की मुख्य विशेषता यह है कि उन्हें एक निरंतर चालू घटक के साथ एकध्रुवीय दालों की आपूर्ति की जाती है, और इसलिए चुंबकीय सर्किट निरंतर पूर्वाग्रह की स्थिति में होता है। नीचे दिखाया गया है सर्किट आरेखऐसे उपकरण को जोड़ना।

योजना: एक पल्स ट्रांसफार्मर को जोड़ना

जैसा कि आप देख सकते हैं, कनेक्शन आरेख पारंपरिक ट्रांसफार्मर के साथ लगभग समान है, जिसे समय आरेख के बारे में नहीं कहा जा सकता है।

प्राथमिक वाइंडिंग को आयताकार आकार ई (टी) वाले पल्स सिग्नल मिलते हैं, जिसके बीच का समय अंतराल काफी कम होता है। यह अंतराल t के दौरान अधिष्ठापन में वृद्धि का कारण बनता है, जिसके बाद अंतराल (T-t u) में इसकी गिरावट देखी जाती है।

प्रेरण बूँदें एक दर पर होती हैं जिसे सूत्र द्वारा स्थिर समय के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: τ पी = एल 0 / आर एन

आगमनात्मक अंतर के अंतर का वर्णन करने वाला गुणांक निम्नानुसार निर्धारित किया जाता है: ∆V=V अधिकतम - V r

बी अधिकतम - प्रेरण के अधिकतम मूल्य का स्तर;
आर में - अवशिष्ट।

अधिक स्पष्ट रूप से, इंडक्शन में अंतर को आईटी चुंबकीय सर्किट में ऑपरेटिंग बिंदु के बदलाव को दर्शाने वाले आंकड़े में दिखाया गया है।

जैसा कि टाइमिंग डायग्राम में देखा जा सकता है, सेकेंडरी कॉइल में वोल्टेज लेवल यू 2 होता है जिसमें रिवर्स सर्ज होते हैं। इस प्रकार चुंबकीय परिपथ में संचित ऊर्जा स्वयं प्रकट होती है, जो चुम्बकत्व (पैरामीटर i u) पर निर्भर करती है।

प्राथमिक कॉइल से गुजरने वाली वर्तमान दालें आकार में समलम्बाकार होती हैं, क्योंकि भार और रैखिक धाराएं (कोर चुंबकीयकरण के कारण) संयुक्त होती हैं।

0 से t u की सीमा में वोल्टेज स्तर अपरिवर्तित रहता है, इसका मान e t =U m । द्वितीयक कॉइल पर वोल्टेज के लिए, इसकी गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

जिसमें:

फ्लक्स लिंकेज पैरामीटर है;
एस एक मान है जो चुंबकीय कोर के क्रॉस सेक्शन को प्रदर्शित करता है।

यह देखते हुए कि प्राथमिक कॉइल से गुजरने वाली धारा में परिवर्तन को दर्शाने वाला व्युत्पन्न एक स्थिर मूल्य है, चुंबकीय सर्किट में प्रेरण के स्तर में वृद्धि रैखिक रूप से होती है। इसके आधार पर, व्युत्पन्न के बजाय एक निश्चित समय अंतराल के बाद किए गए संकेतकों के अंतर को पेश करने की अनुमति है, जो आपको सूत्र में परिवर्तन करने की अनुमति देता है:

इस मामले में, t को पैरामीटर t u के साथ पहचाना जाएगा, जो उस अवधि को दर्शाता है जिसके साथ इनपुट वोल्टेज पल्स प्रवाहित होता है।

पल्स के क्षेत्र की गणना करने के लिए जिसके साथ आईटी की द्वितीयक वाइंडिंग में वोल्टेज बनता है, पिछले सूत्र के दोनों भागों को t u से गुणा करना आवश्यक है। नतीजतन, हम एक अभिव्यक्ति पर आएंगे जो हमें मुख्य आईटी पैरामीटर प्राप्त करने की अनुमति देता है:

यू एम एक्स टी यू =एस एक्स डब्ल्यू 1 एक्स ∆वी

ध्यान दें कि नाड़ी क्षेत्र का मान सीधे पैरामीटर पर निर्भर करता है।

आईटी के संचालन की विशेषता वाला दूसरा सबसे महत्वपूर्ण मूल्य इंडक्शन ड्रॉप है, यह चुंबकीय सर्किट के कोर के क्रॉस सेक्शन और चुंबकीय पारगम्यता के साथ-साथ कॉइल पर घुमावों की संख्या जैसे मापदंडों से प्रभावित होता है:

यहां:

एल 0 - प्रेरण अंतर;
µ a कोर की चुंबकीय पारगम्यता है;
डब्ल्यू 1 - प्राथमिक वाइंडिंग के घुमावों की संख्या;
एस कोर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है;
एल सीपी - कोर (चुंबकीय सर्किट) की लंबाई (परिधि)
बी आर अवशिष्ट प्रेरण का मूल्य है;
अधिकतम में - प्रेरण के अधिकतम मूल्य का स्तर।
एच एम - चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (अधिकतम)।

यह देखते हुए कि आईटी इंडक्शन पैरामीटर पूरी तरह से कोर की चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करता है, गणना µ a के अधिकतम मान पर आधारित होनी चाहिए, जो मैग्नेटाइजेशन कर्व द्वारा दिखाया गया है। तदनुसार, जिस सामग्री से कोर बनाया जाता है, उसके लिए पैरामीटर बी आर का स्तर, जो अवशिष्ट प्रेरण को दर्शाता है, न्यूनतम होना चाहिए।

वीडियो: पल्स ट्रांसफार्मर के संचालन के सिद्धांत का विस्तृत विवरण

इसके आधार पर, आईटी कोर सामग्री की भूमिका के लिए ट्रांसफार्मर स्टील से बना एक टेप आदर्श है। आप पर्मलोय का भी उपयोग कर सकते हैं, जिसमें वर्गाकार गुणांक के रूप में ऐसा पैरामीटर न्यूनतम है।

फेराइट मिश्र धातु कोर उच्च आवृत्ति आईटी के लिए आदर्श हैं क्योंकि इस सामग्री में कम गतिशील नुकसान हैं। लेकिन इसकी कम इंडक्शन की वजह से आईटी को बड़े साइज का बनाना जरूरी है।

फेराइट ग्रेड

विचार करें कि आईटी की गणना करना कैसे आवश्यक है। टिप्पणी डिवाइस दक्षतासीधे गणना की सटीकता से संबंधित है। एक उदाहरण के रूप में, आइए एक पारंपरिक कनवर्टर सर्किट लेते हैं जो एक टॉरॉयडल प्रकार आईटी का उपयोग करता है।

सबसे पहले, हमें आईटी शक्ति स्तर की गणना करने की आवश्यकता है, इसके लिए हम सूत्र का उपयोग करते हैं: पी \u003d 1.3 x पी एन।

R n का मान प्रदर्शित करता है कि लोड कितनी शक्ति की खपत करेगा। उसके बाद, हम समग्र शक्ति (पी जीबी) की गणना करते हैं, यह भार शक्ति से कम नहीं होना चाहिए:

गणना के लिए आवश्यक पैरामीटर:

एस सी - टॉरॉयडल कोर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को प्रदर्शित करता है;
एस 0 - इसकी खिड़की का क्षेत्र (संकेत के रूप में, यह और पिछला मान चित्र में दिखाया गया है);

बी मैक्स अधिकतम शिखर प्रेरण है, यह निर्भर करता है कि फेरोमैग्नेटिक सामग्री के किस ब्रांड का उपयोग किया जाता है (संदर्भ मूल्य फेराइट ग्रेड की विशेषताओं का वर्णन करने वाले स्रोतों से लिया जाता है);
f एक पैरामीटर है जो उस आवृत्ति को चिह्नित करता है जिसके साथ वोल्टेज परिवर्तित होता है।

अगला कदम प्राथमिक घुमावदार Tr2 में घुमावों की संख्या निर्धारित करना है:

(परिणाम गोल हैं)

U I का मान व्यंजक द्वारा निर्धारित किया जाता है:

यू आई \u003d यू / 2-यू ई (यू कनवर्टर को वोल्टेज की आपूर्ति है; यू ई ट्रांजिस्टर तत्वों वी 1 और वी 2 के उत्सर्जकों को आपूर्ति की गई वोल्टेज स्तर है)।

आइए गणना पर चलते हैं अधिकतम करंटप्राथमिक घुमावदार आईटी से गुजरना:

पैरामीटर 0.8 के बराबर है, यह वह दक्षता है जिसके साथ हमारे कनवर्टर को काम करना चाहिए।

वाइंडिंग में प्रयुक्त तार के व्यास की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

यदि आपको मुख्य आईटी मापदंडों को निर्धारित करने में समस्या है, तो आप इंटरनेट पर विषयगत साइटें पा सकते हैं जो आपको किसी भी पल्स ट्रांसफार्मर की ऑनलाइन गणना करने की अनुमति देती हैं।